美军实现电子信息系统综合集成的途径和方法

1、总装科技信息研究中心张永红 左琳琳 席 欢 二五年十一月自上世纪90年代起，美军就开始探索实现C4ISR系统综合集成的方法。1992年美军制定“勇士C4I”计划，设定了C4I系统一体化建设的总体目标。美军以体系结构为顶层设计手段，以通用信息环境和数据环境为基础，极大促进了电子信息系统的一体化发展。体系结构是指系统组成单元的结构及其各体系结构是指系统组成单元的结构及其各单元之间的关系，以及指导系统设计和发展的单元之间的关系，以及指导系统设计和发展的原则和指南。体系结构设计是系统的顶层设计，原则和指南。体系结构设计是系统的顶层设计，体系结构相当于系统的建设蓝图。体系结构相当于系统的建设蓝图。海湾战

2、争后，美军认识到，缺乏规范的体系结海湾战争后，美军认识到，缺乏规范的体系结构设计是造成系统互操作能力差的关键。构设计是造成系统互操作能力差的关键。19951995年年1010月，美国防部副部长明确指示，要在国防部层月，美国防部副部长明确指示，要在国防部层次率先开展体系结构研究工作。次率先开展体系结构研究工作。美军的一份备忘录美军的一份备忘录中指出：确保军事系统互操作性和高效费比的关键中指出：确保军事系统互操作性和高效费比的关键方法之一，是建立完善的体系结构指南。方法之一，是建立完善的体系结构指南。19961996年，美国防部发年，美国防部发布了布了C C4 4ISRISR体系结构框架体系结构框

3、架1.01.0版，版，19971997年年1 1月，颁布月，颁布C C4 4ISRISR体系结构框架体系结构框架2.02.0版。从此，美军的体版。从此，美军的体系结构设计走上了规范的系结构设计走上了规范的发展道路。发展道路。“C C4 4ISRISR体系结构框架体系结构框架” 规定采用作战、系统、技规定采用作战、系统、技术三种视图的方法来描述术三种视图的方法来描述系统的体系结构，也就是系统的体系结构，也就是描述任何系统的体系结构描述任何系统的体系结构时，必须从作战、系统和时，必须从作战、系统和技术三个方面进行描述。技术三个方面进行描述。作战体系结构详细描述系统作战体系结构详细描述系统所支持的作

4、战使命、作战过所支持的作战使命、作战过程、作战节点的连接关系、程、作战节点的连接关系、作战活动、作战信息交换关作战活动、作战信息交换关系等。系等。 确定满足上述作战要确定满足上述作战要求的系统组成单元、求的系统组成单元、功能和系统组成单元功能和系统组成单元之间的相互关系等。之间的相互关系等。 技术标准、规范和技术标准、规范和协议的最小集合协议的最小集合 按照这种方法，不同的部门将采用相同的方按照这种方法，不同的部门将采用相同的方法来描述作战需求、系统功能，采用相同的技术法来描述作战需求、系统功能，采用相同的技术标准，从而保证在标准，从而保证在C C4 4ISRISR系统建设的顶层设计阶段，系统

5、建设的顶层设计阶段，就能快速确定联合作战能力需求，实现系统之间就能快速确定联合作战能力需求，实现系统之间的互操作。的互操作。20042004年年2 2月，为适应部队转型和网络中心战月，为适应部队转型和网络中心战的发展需求，美军又颁布了的发展需求，美军又颁布了国防部体系结构框国防部体系结构框架架1.01.0版，将该方法扩大到国防部所有作战和版，将该方法扩大到国防部所有作战和业务领域的体系结构设计。业务领域的体系结构设计。目前，美军正以转型优先发展目标为重点，目前，美军正以转型优先发展目标为重点，积极开发全球信息栅格、指挥控制星座网、部队积极开发全球信息栅格、指挥控制星座网、部队网和未来战斗系统等

6、众多系统的体系结构，并将网和未来战斗系统等众多系统的体系结构，并将全球信息栅格的体系结构确定为所有任务领域体全球信息栅格的体系结构确定为所有任务领域体系结构的基础。系结构的基础。美军还要求逐步改造已有系统的体系结构，美军还要求逐步改造已有系统的体系结构，以保证各种体系结构的可比较、可对照和可集成，以保证各种体系结构的可比较、可对照和可集成，实现新、旧系统的互操作。规范的体系结构设计实现新、旧系统的互操作。规范的体系结构设计成为确保成为确保C C4 4ISRISR系统的一体化、互操作性和高效系统的一体化、互操作性和高效费比建设的关键手段。费比建设的关键手段。早在早在19921992年，美军就提出

7、要建设一个保密年，美军就提出要建设一个保密的、高性能的全球网络的、高性能的全球网络“信息球信息球”，作为实，作为实现所有现所有C C4 4I I单元之间的信息交换的公共信息平台。单元之间的信息交换的公共信息平台。19931993年，美军充分利用快速发展的因特网年，美军充分利用快速发展的因特网和分布式计算环境等技术，开始构建集通信网、和分布式计算环境等技术，开始构建集通信网、计算机、软件、数据库、应用程序、交互式服计算机、软件、数据库、应用程序、交互式服务、武器系统接口、数据等多种要素为一体的务、武器系统接口、数据等多种要素为一体的国防信息基础设施（国防信息基础设施（DIIDII）。）。DIID

8、II存在着主要弱点：信息共享能力差、存在着主要弱点：信息共享能力差、数据存储容量小、传输速率低、带宽不足、安数据存储容量小、传输速率低、带宽不足、安全保密能力不足。全保密能力不足。2020世纪世纪9090年代末，随着栅格技术的诞生和发年代末，随着栅格技术的诞生和发展，美军提出建设新一代国防信息基础设施展，美军提出建设新一代国防信息基础设施-全全球信息栅格，为美军提供一个以网络为中心的公球信息栅格，为美军提供一个以网络为中心的公共信息环境。全球信息栅格将成为美军推进电子共信息环境。全球信息栅格将成为美军推进电子信息系统一体化的重要基础。信息系统一体化的重要基础。目前美国防部目前美国防部正在通过实

9、施全球正在通过实施全球信息栅格带宽扩展信息栅格带宽扩展计划（计划（GIGGIGBEBE）、）、联合战术无线电系联合战术无线电系统（统（JTRSJTRS）计划和）计划和转型通信卫星计划，转型通信卫星计划，构建以构建以IPIP协议为中协议为中心的大容量、无缝、心的大容量、无缝、安全的通信基础设安全的通信基础设施。施。第 四层覆 盖全球第 三层覆 盖广域第 二层覆 盖组间第 一层覆 盖组内R因特网中继或是JTRS终端人员武器传 感器地 面 传 输 干 线（无线或光纤）局域网中程域网广域网全球网美各军种也在全力建设全球信息栅格的子网。美各军种也在全力建设全球信息栅格的子网。20042004年年2 2月

10、，美陆军开始将各种网络合并为月，美陆军开始将各种网络合并为“陆战陆战网网”。美海军正在构建一体化的主干网。美海军正在构建一体化的主干网“部队部队网网”。美空军将构建采用开放式体系结构和。美空军将构建采用开放式体系结构和IPIP技技术的指挥控制星座网。术的指挥控制星座网。美军过去的联合指挥控制主要依托于美军过去的联合指挥控制主要依托于19961996年年开始服役的联合全球指挥控制系统（开始服役的联合全球指挥控制系统（GCCS-JGCCS-J），），该系统已在全球该系统已在全球600600多个地点运行。多个地点运行。GCCSGCCS不能满足国防部向不能满足国防部向“网络中心战网络中心战”转型的要求

11、：转型的要求： GCCSGCCS多个版本并存，互操作能力差，制约着联合作多个版本并存，互操作能力差，制约着联合作战效能的发挥。战效能的发挥。 升级更新困难。升级更新困难。 由于由于GCCSGCCS采用客户采用客户/ /服务器结构，不能充分利用服务器结构，不能充分利用WebWeb技术提供的能力，不能提供给单兵使用，不适应网技术提供的能力，不能提供给单兵使用，不适应网络中心环境的要求。络中心环境的要求。20032003年年1212月，美军发布了联合控制控制功能概念月，美军发布了联合控制控制功能概念草案，描述了如何以协同和网络中心方式实现基本的草案，描述了如何以协同和网络中心方式实现基本的指挥控制功

12、能，以提供未来转型的指挥控制能力。指挥控制功能，以提供未来转型的指挥控制能力。20042004年年4 4月，美军提出将开发能采用月，美军提出将开发能采用WebWeb服务、适服务、适应网络中心战要求的联合指挥控制系统（应网络中心战要求的联合指挥控制系统（JC2JC2），并最），并最终取代终取代GCCSGCCS。JC2JC2系统将具备高效制定决策、灵活的同系统将具备高效制定决策、灵活的同步、分布式指挥控制、全面集成、可共享的高质量信步、分布式指挥控制、全面集成、可共享的高质量信息以及强大的组网能力等特性，为所有指挥层次提供息以及强大的组网能力等特性，为所有指挥层次提供功能强大、富于弹性和基于功能强

13、大、富于弹性和基于IPIP的联合指挥控制能力。的联合指挥控制能力。预计预计20062006年，年，JC2JC2将具备初始作战能力。将具备初始作战能力。20102010年左右，年左右，具备完全作战能力。具备完全作战能力。20152015年后，美军战略、战役和战术各年后，美军战略、战役和战术各层次的军事行动都将通过层次的军事行动都将通过JC2JC2系统来实施。系统来实施。联合情报监视侦察就是用网络中心的方法管联合情报监视侦察就是用网络中心的方法管理理ISRISR能力，提供近实时、综合、相关和快速反能力，提供近实时、综合、相关和快速反应的情报。应的情报。美军的美军的“2004-20092004-20

14、09财年国防规划指南财年国防规划指南”、“转型规划指南转型规划指南”和和“一体化的互操作计划一体化的互操作计划”为为制定联合情报监视侦察的近期和远期转型目标提制定联合情报监视侦察的近期和远期转型目标提供了指南。供了指南。开发联合分布式公用地面通开发联合分布式公用地面通信站（信站（DCGSDCGS）体系结构及转型计）体系结构及转型计划。划。DCGSDCGS是一种依赖于是一种依赖于GIGGIG通信通信设施的模块化和可升级的网络系设施的模块化和可升级的网络系统，可保证安全有效地存取、处统，可保证安全有效地存取、处理、传输使用和管理来自多种情理、传输使用和管理来自多种情报、侦察、监视平台的各种信息报、

15、侦察、监视平台的各种信息资源，提高联合互操作能力。资源，提高联合互操作能力。近期目标近期目标 建立可支持所有作战级别和类型、所有任务建立可支持所有作战级别和类型、所有任务领域的无缝领域的无缝ISRISR网络；网络； 通过联合通过联合DCGSDCGS，使传感器、作战人员、武器，使传感器、作战人员、武器平台等具备与平台等具备与JC2JC2之间的接口之间的接口; ; 建立实现横向集成的环境。建立实现横向集成的环境。远期目标远期目标为实现信息系统与武器系统的综合集成，为实现信息系统与武器系统的综合集成，美军积极开发数据链装备，并提出美军积极开发数据链装备，并提出C4KISRC4KISR等新的等新的作战

16、概念，以实现传感器、指控系统与武器系统作战概念，以实现传感器、指控系统与武器系统之间的实时信息传输和处理。之间的实时信息传输和处理。美军在提高已有数据链装备的战技性能的同时，美军在提高已有数据链装备的战技性能的同时，正全力推进数据链朝着宽带化、一体化和综合化方向正全力推进数据链朝着宽带化、一体化和综合化方向发展。发展。Link-22Link-22兼备兼备Link-16Link-16和和Link-11Link-11优点，大幅提高抗优点，大幅提高抗干扰能力，并具备超视距通信能力；干扰能力，并具备超视距通信能力；为提高数据传输速率、扩大覆盖范围，实现超视为提高数据传输速率、扩大覆盖范围，实现超视距传

17、输，计划于距传输，计划于20152015年后用年后用Link-16ELink-16E取代现有的取代现有的Link-Link-4 4和和Link-11Link-11。为满足未来联合作战的要求，实现多数据链为满足未来联合作战的要求，实现多数据链的综合集成，美军正致力于在战术数据链的基础的综合集成，美军正致力于在战术数据链的基础上，通过硬件设备的改造、消息标准和操作规程上，通过硬件设备的改造、消息标准和操作规程上的融合等措施来实现多数据链的集成，开发覆上的融合等措施来实现多数据链的集成，开发覆盖多军兵种、多国部队的综合数据链和武器协同盖多军兵种、多国部队的综合数据链和武器协同数据链。数据链。美军还在

18、开发使传感器美军还在开发使传感器/ /平台、信息系统、指挥平台、信息系统、指挥和控制系统、武器系统和弹药等作战单元集成在一起和控制系统、武器系统和弹药等作战单元集成在一起的的C4KISRC4KISR网络。目前，一些实现网络。目前，一些实现C4KISRC4KISR能力的关键技能力的关键技术如术如“战术目标瞄准网络技术（战术目标瞄准网络技术（TTNTTTNT）”等已取得显等已取得显著进展。著进展。TTNTTTNT数据链将于数据链将于20102010年投入使用，数据传输年投入使用，数据传输速率高达速率高达2Mbps2Mbps秒，延迟时间不到秒，延迟时间不到2 2毫秒，能为传感毫秒，能为传感器到传感器

19、和传感器到器到传感器和传感器到“射手射手”提供高速通信，并可提供高速通信，并可与互联网相联。与互联网相联。在一体化在一体化C C4 4I I系统的发展过程中，美军发现系统的发展过程中，美军发现各军种、各部门数据资源管理不一致、数据标准各军种、各部门数据资源管理不一致、数据标准互不兼容已经成为信息共享的主要瓶颈。为此，互不兼容已经成为信息共享的主要瓶颈。为此，美军全力推行数据资源核心管理和标准化工作，美军全力推行数据资源核心管理和标准化工作，在在国防采办政策国防采办政策第第5000.2-R5000.2-R文件中明确规定：文件中明确规定：所有的信息系统都必须采用标准数据。所有的信息系统都必须采用标

20、准数据。2020世纪世纪9090年代初，美国防部正式启动了数据工年代初，美国防部正式启动了数据工程，开始全面推行数据标准化建设，并相继出台了程，开始全面推行数据标准化建设，并相继出台了许多旨在实现国防部数据标准化的政策和法规，以许多旨在实现国防部数据标准化的政策和法规，以强制实施数据标准。强制实施数据标准。19911991年，美国防部颁布了国防部指令年，美国防部颁布了国防部指令8320.18320.1国防部数据管理国防部数据管理，从顶层规范国防部各部门的，从顶层规范国防部各部门的数据资源建设，并制定了数据管理的六大发展目标，数据资源建设，并制定了数据管理的六大发展目标，要求采用国防部的数据标准体系，并利用公共数据要求采用国防部的数据标准体系，并利用公共数据资源开发程序和工具。资源开发程序和工具。为实现数据共享和提供优质数据，国防信息系为实现数据共享和提供优质数据，国防信息系统局开发了国防部数据仓库系统（统局开发了国防部数据仓库系统（DDRSDDRS），收集了），收集了用于接收、存储、支持访问和管理的数据定义、数用于接收、存储、支持访问和管理的数据定义、数据格式等。据格式等。为了保证不同部门之间数据资源的兼容性，国为了保证不同部门之间数据资源的兼容性，国防信息系统局开发了共享数